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1、第40卷第3期原子能科学技术Vol.40,No.32006年5月AtomicEnergyScienceandTechnologyMay20064πβ+4πγ活度测量装置研制李琦,常永福,解峰,连琦,何小兵,刘杰,张小林(西北核技术研究所,陕西西安710024)摘要:基于一种放射性活度测量新方法———4πβ+4πγ计数法的原理,研制并建立起一套4πβ+4πγ活度60测量装置。该装置对Co的总探测效率达到99.2%。关键词:4πβ+4πγ计数法;活度;短寿命核素中图分类号:TL81文献标识码:A文章编号:100026931(2006)0320342205Studyon4πβ+4πγActiv
2、ityMeasuringDeviceLIQi,CHANGYong2fu,XIEFeng,LIANQi,HEXiao2bing,LIUJie,ZHANGXiao2lin(NorthwestInstituteofNuclearTechnology,P.O.Box69214,Xi’an710024,China)Abstract:Basedontheprincipleof4πβ+4πγcountingmethod,a4πβ+4πγactivity60measuringdevicewasdeveloped.Thetotalefficiencyofthisdeviceis99.2%forCo.Key
3、words:4πβ+4πγcountingmethod;activity;short2livednuclide通常的4πβ2γ符合法是使用最广泛和准确1原理度最高的一种β放射性核素活度绝对测量方在4πγ计数法中,通常采用大体积阱式法,但它目前尚不适合于短寿命核素活度绝对NaI(Tl)探测器,放射源置于阱底,探测器对放[1,2]测量,除非使用数字符合技术的原理。另射源所张立体角接近4π,它对于一些包含级联一种常用的β2γ衰变放射性核素活度绝对测量γ跃迁具有复杂衰变纲图的核素,探测效率接[325]方法是大体积4πγ(NaI)计数法,但这一方近100%。为进一步提高探测效率并扩大放射±法只探测
4、β粒子、内转换电子所产生的轫致辐性核素测量范围,设计了一小型圆柱形4πβ流射,效率较低,不适合测量β衰变到基态分支比气式正比计数器,将它放置于大体积阱式大或γ跃迁主要是发射内转换电子的复杂衰变NaI(Tl)探测器阱内,两面蒸金的VYNS薄膜源±核素。为提高计数装置对β粒子(包括内转放置在4πβ流气式正比计数器内,接近大体积阱换电子、俄歇电子)的探测效率,本工作研究式NaI(Tl)探测器阱底,NaI(Tl)探测器对放射一种绝对测量放射性核素活度的方法———源所张立体角接近4π。β道和γ道信号送入相4πβ+4πγ计数法,并研制4πβ+4πγ活度测量加器,由定标器记录。相加器的定标器对每道信装
5、置。号均予以记录,但同时到达的两道信号被记录为1个信号。这一方法被称为4πβ+4πγ计数法。收稿日期:2004206223;修回日期:2005201228作者简介:李琦(1974—),男,陕西长安人,助理研究员,博士,核技术及应用专业第3期李琦等:4πβ+4πγ活度测量装置研制343放射源发生1次β衰变到达子核激发态,式中:εβ(k)为k分支β射线探测效率;εi(k)为激发态经γ跃迁退激,最后到达基态。在这一子核i能级向下跃迁且最后到达基态过程发射±β衰变过程中,4πβ正比计数器探测β射线、γ所有射线的总探测效率,该效率称为i能级效跃迁过程发射的内转换电子和俄歇电子、轨道率;SC表示符合
6、相加函数。电子俘获方式(EC)衰变发出的俄歇电子,大体i能级效率εi用下式计算:i-1i-1积阱式NaI(Tl)探测器探测γ跃迁过程发射的εi=∑Pi,jSC(εi,j,εj)∑Pi,j(3)γ射线、内转换过程发射的特征X射线、EC衰j=0j=0变方式发射的特征X射线、各种电子产生的轫式中:Pi,j表示从子核i能级到子核j能级的γ致辐射。总之,属于同一β衰变事件的级联辐跃迁几率,它是跃迁过程发射γ射线几率Pγ,ij射分为两种射线,即电子和光子,相加装置只要和内转换电子发射几率Pce,ij之和;εi,j为子核i探测到上述任一射线,就记录这一衰变事件。能级到j能级的γ跃迁探测效率;εj为j能
7、级效其中,电子被β道高效率探测,光子被γ道高效率,j=0代表子核的基态,ε0为0。率探测,但两道同时探测到信号时,相加装置只按式(3)依次可求出子核各能级的效率。记录1个信号。因此,相加装置对放射源β衰子核i能级到j能级的γ跃迁探测效率为:变过程发射的所有射线均高效率探测,实质上εPγ,iεjγ,ijPce,iεjce,iji,j=+=Pγ,ij+Pce,ijPγ,ij+Pce,ij是全辐射式探测器。对于具有复杂衰变纲图的Pγ,iε
